KR20170092238A - Magnetic Shielding Block and Wireless Power Receiver Produced Therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 상세하게, 자성 차폐 성능 및 투자율이 높은 무선 전력 수신기를 위한 자성 차폐재 및 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission technique, and more particularly, to provide a magnetic shielding material and a wireless power receiving device for a wireless power receiver having high magnetic shielding performance and high magnetic permeability.
최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.Recently, as the information and communication technology rapidly develops, a ubiquitous society based on information and communication technology is being made.
언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.In order for information communication devices to be connected anytime and anywhere, sensors equipped with a computer chip having a communication function must be installed in all facilities of the society. Therefore, power supply problems of these devices and sensors are becoming a new challenge. In addition, mobile devices such as Bluetooth handsets and iPods, as well as mobile phones, have been rapidly increasing in number, and charging the battery has required users time and effort. As a way to solve this problem, wireless power transmission technology has recently attracted attention.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저, 고주파, 마이크로웨이브와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.The wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology to transmit electric energy from the transmitter to the receiver wirelessly using the induction principle of the magnetic field. In the 1800s, electric motor or transformer And thereafter, a method of radiating electromagnetic waves such as radio waves, lasers, high frequencies, and microwaves to transfer electrical energy has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to the present, energy transmission using radio may be roughly classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short wavelength radio frequency.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.In the magnetic induction method, when two coils are adjacent to each other and a current is supplied to one coil, a magnetic flux generated at this time causes an electromotive force to the other coils. As a technology, . The magnetic induction method has the disadvantage that it can transmit power of up to several hundred kilowatts (kW) and the efficiency is high, but the maximum transmission distance is 1 centimeter (cm) or less, so it is usually adjacent to the charger or the floor.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents. The self-resonance method is advantageous in that it is safe to other electronic devices or human body since it is hardly influenced by the electromagnetic wave problem. On the other hand, it can be used only at a limited distance and space, and has a disadvantage that energy transfer efficiency is somewhat low.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short wavelength wireless power transmission - simply, RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in radio wave form. This technology is a RF power transmission system using a rectenna. Rectena is a combination of an antenna and a rectifier, which means a device that converts RF power directly into direct current power. That is, the RF method is a technique of converting an AC radio wave into DC and using it. Recently, as the efficiency has improved, commercialization has been actively researched.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 챠량, IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be applied not only to mobile but also to various industries such as car, IT, railway, and household appliance industries.
일반적으로, 무선 전력 송신 장치에는 무선 전력 전송을 위한 코일-이하, 송신 코일이라 명함-이 구비되며, 송신 코일에 의해 발생되는 전자기장 또는 AC 전력이 제어 기판에 전달되는 것을 차단하기 위한 각종 차폐재가 사용된다.Generally, a wireless power transmission apparatus is provided with a coil for wireless power transmission (hereinafter referred to as a transmission coil), and various shielding materials for blocking transmission of an electromagnetic field or AC power generated by the transmission coil to the control board are used do.
대표적인 차폐재로는 자성 차폐 시트(Magnetic Shielding Sheet) 및 자성을 갖는 금속 분말을 가공한 샌더스트 블록(Sandust Block)이 대표적이다.Typical examples of the shielding material are a magnetic shielding sheet and a sandust block obtained by processing a metal powder having magnetism.
또한, 무선 전력 수신 장치에도 수신 코일에 수신되는 전자기장을 차폐하기 위한 차폐재가 사용되고 있다.In addition, a shielding material for shielding the electromagnetic field received by the receiving coil is also used in the wireless power receiving apparatus.
하지만, 단일의 자성 차폐재를 사용하는 경우 허수부에 대한 차폐효율이 낮아에너지가 손실되는 문제가 있었다.However, when a single magnetic shielding material is used, there is a problem that the shielding efficiency against the imaginary part is low and energy is lost.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 수신기를 위한 자성 차폐재를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a magnetic shield for a wireless power receiver.
또한, 단일의 자성 차폐재를 사용하는 경우 허수부에 대한 차폐효율이 낮아 에너지가 손실되는 문제를 방지하는 자성 차폐재 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a magnetic shielding material for preventing a loss of energy due to a low shielding efficiency of an imaginary part when a single magnetic shielding material is used, and a wireless power receiving device including the same.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명은 무선 전력 수신기를 위한 자성 차폐재 및 그것의 제조 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a magnetic shield for a wireless power receiver and a method of manufacturing the same.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 무선으로 AC전력을 수신하는 수신 코일, 상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 복수 개의 차폐재 및 상기 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키기 위한 접착 부재를 포함하고, 상기 복수 개의 차폐재는 서로 상이한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, the present invention provides a coaxial cable comprising a receiving coil for receiving AC power wirelessly, a plurality of shielding materials disposed on the receiving coil to shield the magnetic shielding member, and an adhesive member for bonding the shielding member and the receiving coil to each other And the plurality of shielding materials are made of materials different from each other. The present invention provides a wireless power receiving apparatus.
또한, 상기 차폐재는 상기 수신 코일상에 배치되는 제1 차폐재 및 상기 제1 차폐재상에 배치되는 제2 차폐재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus, wherein the shielding member includes a first shielding member disposed on the receiving coil and a second shielding member disposed on the first shielding member.
또한, 상기 제1 차폐재는 자성 차폐재로 이루어지고, 상기 제2 차폐재는 연자성 차폐재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus wherein the first shielding member is made of a magnetic shielding material and the second shielding material is made of a soft magnetic shielding material.
또한, 상기 제1 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first shielding material may be one of a nano-crystal type and an amorphous type. The present invention also provides a wireless power receiving device.
또한, 상기 제1 차폐재의 두께는 17 ~ 25 마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first shielding material has a thickness of 17 to 25 micrometers (μm). The present invention provides a wireless power receiving apparatus.
또한, 상기 제1 차폐재의 직경은 30mm 이하인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.Further, the present invention provides a wireless power receiving apparatus characterized in that the diameter of the first shielding member is 30 mm or less.
또한, 상기 제2 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus characterized in that the second shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder.
또한, 상기 제2 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The thickness of the second shielding material is 0.1 mm or more. The present invention provides a wireless power receiving apparatus.
또한, 상기 절연용 수지 분말은 폴리이미드계 수지 또는 페놀계 수지인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is still another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus characterized in that the insulating resin powder is a polyimide resin or a phenolic resin.
또한, 상기 수신 코일은 패턴형 코일, 권선형 코일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus characterized in that the receiving coil is any one of a patterned coil and a wire-wound coil.
또한, 무선으로 AC전력을 수신하는 수신 코일, 상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 차폐재 및 상기 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키기 위한 접착 부재를 포함하고, 상기 차폐재는 상기 수신 코일상에 배치되는 제1 차폐재 및 상기 제1 차폐재상에 배치되는 제2 차폐재를 포함하며, 상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재의 허수부에 대한 차폐 효율은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.And a shielding member disposed on the receiving coil and shielding the magnetic shielding member, and an adhesive member for adhering the shielding member and the receiving coil to each other, wherein the shielding member is disposed on the receiving coil And a second shielding material disposed on the first shielding material, wherein shielding efficiencies of the imaginary parts of the first shielding material and the second shielding material are different from each other. As a solution to the problem.
또한, 상기 제1 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus which is characterized in that the first shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder.
또한, 상기 제1 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first shielding material may have a thickness of 0.1 mm or more. The present invention provides a wireless power receiving apparatus.
또한, 상기 수신 코일은 패턴형 코일, 권선형 코일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving apparatus characterized in that the receiving coil is any one of a patterned coil and a wire-wound coil.
또한, 상기 제1 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first shielding material may be one of a nano-crystal type and an amorphous type. The present invention also provides a wireless power receiving device.
또한, 무선으로 AC전력을 수신하는 수신 코일, 상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 제1 차폐재, 상기 제1 차폐재와 상기 수신 코일의 사이에 배치되어 상기 제1 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키는 제1 접착부재, 상기 제1 접착부재상에 배치되어 자성을 차폐시키는 제2 차폐재 및 상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재 사이에 배치되어 상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재를 상호 접착시키는 제2 접착부재를 포함하고, 상기 제1 차폐재는 자성 또는 연자성 차폐재로 구비될 때, 상기 제2 차폐재는 연자성 차폐재 또는 자성 차폐재로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.The first shielding member is disposed on the receiving coil to shield the magnetic shielding member. The first shielding member is disposed between the first shielding member and the receiving coil to mutually connect the first shielding member and the receiving coil to each other. A second shielding member disposed on the first adhesive member for shielding magnetic force, and a second shielding member disposed between the first shielding member and the second shielding member to adhere the first shielding member and the second shielding member to each other Wherein the second shielding material comprises a soft magnetic shielding material or a magnetic shielding material when the first shielding material is provided with magnetic or soft magnetic shielding material. As a solution.
또한, 상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 연자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.Further, when the first shielding material or the second shielding material is provided as a soft magnetic shielding material, the thickness of the shielding material is 0.1 mm or more.
또한, 상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 연자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.Wherein the shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder when the first shielding material or the second shielding material is provided as a soft magnetic shielding material. And a power receiving device is provided.
또한, 상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.In addition, when the first shielding material or the second shielding material is provided as a magnetic shielding material, the shielding material may be one of a nano-crystal type and an amorphous type. do.
또한, 상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재의 두께는 17 ~ 25 마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.Further, in the case where the first shielding material or the second shielding material is provided as a magnetic shielding material, the shielding material has a thickness of 17 to 25 micrometers (μm). do.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method and apparatus according to the present invention will be described as follows.
본 발명은 무선 전력 수신기를 위한 자성 차폐재 및 그것의 제조 방법을 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a magnetic shield for a wireless power receiver and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명은 AC 성분에 대한 절연 특성뿐만 아니라 투자율이 높은 자성 차폐재를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a magnetic shielding material having a high magnetic permeability as well as an insulating property to an AC component.
또한, 본 발명은 무선 전력 수신 효율이 70%이상인 무선 전력 수신기를 제공하기 위한 자성 차폐재를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a magnetic shield for providing a wireless power receiver with a wireless power reception efficiency of 70% or more.
또한, 본 발명은 적어도 복수 개의 차폐재를 구비하여, 종래의 단일의 차폐재를 사용한 경우 발생한 에너지 손실을 방지하여 보다 충전 효율이 높은 무선 전력 수신 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention provides at least a plurality of shielding materials, and it is possible to provide a wireless power receiving apparatus with higher charging efficiency by preventing energy loss generated when a conventional single shielding material is used.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시예의 무선 전력 수신 모듈의 개략적인 구조를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 다른 실시 예의 무선 전력 수신 모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌더스트 블록 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샌더스트 블록 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 shows a schematic structure of a wireless power receiving module according to an embodiment.
2A and 2B show a structure of a wireless power receiving module according to another embodiment.
3 is a schematic process diagram illustrating a method of manufacturing a nonconductive magnetic shield according to an embodiment of the present invention.
4 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a conductive magnetic shield according to an embodiment of the present invention.
5 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a conductive magnetic shield according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing a sander block according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing a sander block according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
후술할 실시예들의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the following description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A transmitting side, a wireless power transmitting device, a wireless power transmitting device, and the like are used in combination. The present invention also relates to a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, a receiving apparatus, Receiver and the like can be used in combination.
본 발명에 따른 무선 전력 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태, 컵 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The wireless power transmitter according to the present invention may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, a cup type, And may transmit power to the wireless power receiving apparatus. To this end, the wireless power transmitter may comprise at least one wireless power transmission means. Here, the radio power transmitting means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. Here, the electromagnetic induction type wireless power transmission means may include an electromagnetic induction type wireless charging technology defined by Wireless Power Consortium (WPC) and Power Matters Alliance (PMA), which are standard wireless charging technologies.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 전자기 공진 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 적용될 수도 있다. 일 예로, 전자기 공진 방식의 무선 전력 전송 표준은 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.A wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may be applied to various wireless power transmission standards based on an electromagnetic resonance method. For example, the electromagnetic power transmission standard of the electromagnetic resonance method may include a resonance wireless charging technique defined in Alliance for Wireless Power (A4WP).
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 상기한 전자기 유도 방식 및 전자기 공진 방식을 모두 지원할 수도 있다.The wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention may support both the electromagnetic induction method and the electromagnetic resonance method.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식 및 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.Also, a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means, and may receive wireless power from two or more transmitters at the same time. Here, the wireless power receiving means includes an electromagnetic induction system defined by WPC (Wireless Power Consortium) and PMA (Power Matters Alliance), which is a wireless charging technology standard mechanism, and an electromagnetic induction wireless charging technique defined by A4WP (Alliance for Wireless Power) . ≪ / RTI >
도 1은 실시 예의 무선 전력 수신 모듈의 개략적인 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a schematic structure of a wireless power receiving module of an embodiment.
도 1을 참조하면, 무선 전력 수신 모듈(100)은 수신 코일(10), 접착 부재(20) 및 자성 자폐재(30)를 포함된 계층 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless
수신 코일(10)은 무선 전력 송신 장치의 송신 코일을 통해 송출되는 전력 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 일 예로, 수신 코일(10)은 필름이나 박형의 인쇄 회로 기판 등에 두께가 얇은 배선 패턴이 형성된 패턴 코일이거나 절연 피복된 코일이 권선형으로 형성된 권선형 코일일 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 실시예에 따른 수신 코일의 구성 형태는 특별히 제한되지 않으며, 무선 전력 수신이 가능한 구조이면 충분하다.The receiving
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 코일(10)은 코일 기판의 적어도 일면에 배선 패턴의 형태로 형성될 수 있으며, 수신 코일의 양단은 제어 회로 기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 코일 기판은 절연 기판일 수 있으며, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB), 세라믹 기판, 프리-몰딩(pre-molded) 기판, 또는 DBC(direct bonded copper) 기판이거나, 절연된 금속 기판(insulated metal substrate, IMS)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 절연 특성이 있는 기판이면 족하다. 또한, 코일 기판은 탄성이 있는 유연성 기판일 수도 있다.The receiving
접착 부재(20)는 수신 코일(10)과 차폐재(30)를 상호 접착시키며, 양면 접착 테이프로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 도 1에서는 접착 부재(20)가 수신 코일(10) 및 차폐재(30)의 일면 전체에 부착되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 수신 코일(10) 및 차폐재(30)의 일면 일부에만 부착되도록 형성될 수도 있다. 일 예로, 접착 부재(20)는 원형 링 형태일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 수신 코일(10)과 차폐재(30)를 상호 접착이 가능한 형태이면 족하다.The
상기한 도 1에는 접착 부재(20)가 양면 접착 시트(adhesive sheet) 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 접착 부재(20)는 수신 코일(10)이나 차폐재(30)의 일면에 도포되는 접착제나 접착성을 갖는 수지일 수도 있다.1, the
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 기판에 형성되는 수신 코일(10)의 직경은 30mm이하일 수 있다. 만약, 수신 코일(10)의 직경이 25mm이하로 형성되어야 하는 경우, 수신 코일(10)은 패턴 코일이 아닌 권선형 코일로 구성될 수 있다. 일반적으로, 패턴 코일 대비 권선형 코일이 저항이 낮으므로, 무선 전력 수신 효율이 높을 수 있다. 일반적으로 수신 코일(10)의 저항이 높으면, 저항 성분에 의한 발열 등에 의해 전력 손실이 높을 수 있다. 따라서, 수신 코일(10)의 직경이 작아지는 경우, 손실률을 최소화하기 위해 권선형 코일이 사용되는 것이 바람직할 수 있다.The diameter of the receiving
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 코일(10)이 권선형 코일인 경우, 권선 코일의 도선 지름은 1.15~0.25mm의 범위를 가질 수 있다.When the receiving
차폐재(30)는 적어도 둘 이상의 차폐재를 포함할 수 있다.The shielding
차폐재(30)는 페라이트(Ferrite)의 계열의 비전도성 차폐재가 사용될 수 있다. 일 예로, 페라이트 계열의 차폐재로 고투자율을 갖고 수신된 전력의 손실률이 낮은 Ni-Zn-Cu 계열의 페라이트가 적용될 수 있다. 이때, Ni-Zn-Cu 계열의 페라이트가 적용된 차폐재(30, 35)의 투자율은 저주파 대역(300KHz 이하 대역)에서 실수부 값이 300이하이고, 허수부 값이 20이하인 특성을 갖는다.The shielding
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차폐재(30)로 Ni-Zn 계열, Mn-Zn 계열의 비전도성 차폐재가 사용될 수도 있다.As the shielding
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차폐재(30)로 나노크리스탈(Nanocrystal) 계열 또는 비정질 실리콘(a-Si)인 아몰포스(Amorphous) 계열의 전도성 차폐재가 사용될 수 있다.The shielding
일반적으로, 페라이트 계열과 같은 비전도성 차폐재는 수신 코일(10)에 수신된 AC 신호 성분 중 허수부에 대한 차폐 효율이 높고, 나노크리스탈 계열 및 아몰포스 계열의 전도성 차폐재는 수신 코일(10)에 수신된 AC 신호 성분 중 실수부에 대한 차폐 효율이 높은 특징이 있다.In general, nonconductive shielding materials such as ferrites have a high shielding efficiency against the imaginary part of the AC signal components received by the receiving
다만, 상술한 바와 같이 차폐재(30)가 나노크리스탈 계열 및 아몰포스 계열의 전도성 차폐재만으로 구비되는 경우에는 AC 신호 성분 중 실수부에 대한 차폐 효율이 높은 반면, 허수부에 대한 차폐 효율이 높지 않아 효율 저하가 발생하는 문제가 있다.However, in the case where the shielding
무선 충전 시스템에 있어서, 투자율은 무선 전력 전송 효율과 직접적인 관련이 있다. 본 발명에 따른 샌더스트 블록의 자기장 차폐 효율이 높은 경우, 송신 코일(1차 코일)에서 수신단의 수신 코일(2차 코일)에 전달되는 전자기파의 투자율은 높을 수 있다. 즉, 샌더스트 블록은 1차 코일과 2차 코일간의 결합 계수를 높이기 위한 코어재로서 사용된다.In a wireless charging system, the permeability is directly related to the wireless power transmission efficiency. When the magnetic shielding efficiency of the sanderstock according to the present invention is high, the magnetic permeability of the electromagnetic wave transmitted from the transmitting coil (primary coil) to the receiving coil (secondary coil) of the receiving end may be high. That is, the sandwich block is used as a core material for increasing the coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil.
샌더스트 블록의 자기장 차폐 효율이 낮은 경우, 송신 코일에 의해 발생되는 자속이 무선 전력 송신 장치 내부의 제어 기판에 전달될 수 있으며, 전자기 유동에 의해 발생되는 와전류에 의해 장치 내부에 발열 현상이 발생될 수 있다. 이는 장치의 파손을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 큰 전력 송신을 차단하여 충전 시간이 오래 걸리는 문제를 야기시킬 수 있다.When the magnetic shielding efficiency of the sanderst block is low, the magnetic flux generated by the transmission coil can be transmitted to the control board inside the wireless power transmission device, and a heating phenomenon is generated inside the device by the eddy current generated by the electromagnetic flow . This can cause damage to the device, as well as blocking a large power transmission, resulting in a long charging time.
따라서, 자성 차폐제인 샌더스트 블록의 성능은 기기 내부의 안전성뿐만 아니라 충전 효율에 많은 영향을 미칠 수 있다.Therefore, the performance of the sandwich block, which is a magnetic shielding agent, may have a great influence on not only safety within the apparatus but also charging efficiency.
투자율은 샌더스트 블록에 의한 자기장 차폐 효율에 비례하여 높아질 수 있다.The magnetic permeability can be increased in proportion to the shielding efficiency of the magnetic shield by the sandstone block.
다만, 도 1에 도시된 실시 예의 무선 전력 수신 장치는 단일의 재질을 이용한 차폐재를 사용함으로 인하여 전력 손실을 야기하는 문제가 있을 수 있다.However, the wireless power receiving apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 may cause a power loss due to the use of a shielding material using a single material.
보다 자세하게는, 실시 예의 차폐재(30)를 단일의 자성 차폐 시트로만 구성하는 경우, 자성 차폐 시트의 투자율의 허수부 텀이 높아 차폐 효율이 감소되는 문제가 있었다.More specifically, when the shielding
또한, 자성 차폐 시트는 영구자석에 의해 쉽게 포화되는 성질을 가지고 있기때문에, 실시 예의 차폐재(30)를 단일의 자성 차폐 시트로만 구성하는 경우 무선 전력 송신 장치에 구비된 영구자석에 의해 차폐 효율이 감소되는 문제가 있었다.Since the magnetic shielding sheet has a property of being easily saturated by the permanent magnet, when the shielding
따라서, 상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예를 제시하고자 한다.Therefore, another embodiment of the present invention for solving the above problem will be described.
도 2a 및 도 2b는 다른 실시 예의 무선 전력 수신 모듈의 구조를 도시한 것이다.2A and 2B show a structure of a wireless power receiving module according to another embodiment.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 실시 예의 차폐재(30)는 복수 개의 차폐재(31, 32)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, the shielding
실시 예의 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치가 공급한 전력을 수신하는 수신 코일(10), 상기 수신 코일(10)상에 배치되어 상기 수신 코일(10)에서 발생한 자성을 차폐시키는 제1 차폐재(31) 및 상기 제1 차폐재(31)상에 배치되어 상기 수신 코일(10)에서 발생한 자성을 차폐시키는 제2 차폐재(32)를 포함할 수 있다.The wireless power receiving apparatus of the embodiment includes a receiving
수신 코일(10)과 제1 차폐재(31)사이 및 제1 차폐재(31)와 제2 차폐재(32)사이에 접착부재(20)를 더 포함할 수 있다.An
수신 코일(10)과 제1 차폐재(31)사이에 배치되는 접착부재(20)는 수신 코일(10)과 제1 차폐재(31)를 접착시키고, 제1 차폐재(31)와 제2 차폐재(32)사이에 배치되는 접착부재(20)는 제1 차폐재(31)와 제2 차폐재(32)를 접착시키도록 구비될 수 있다.The
실시 예의 제1 차폐재(31) 및 제2 차폐재(32)는 서로 상이한 재질의 차폐재가 사용될 수 있다.The
예컨대, 제1 차폐재(31)는 자성 차폐재로 이루어지고, 제2 차폐재(32)는 연자성 차폐재, 예컨대 샌더스트 블록으로 이루어 질 수 있다.For example, the
연자성 차폐재로 이루어지는 제2 차폐재(32)의 두께는 0.1mm이상으로 구비될 수 있다.The thickness of the
제2 차폐재(32)의 두께가 0.1mm이라고 구비되는 경우에는 자성을 차폐하는 역할을 수행할 수 없기 때문이다.When the thickness of the
아래의 표 1은 실시 예의 제1 차폐재(31)와 제2 차폐재(32)중 하나가 자성 차폐재로 이루어지고, 나머지 하나가 연자성 차폐재로 구비된 경우의 무선 전력 수신 장치의 충전 효율과 단일의 전도성 차폐재만 사용한 경우의 충전 효율을 도시한 것이다.Table 1 below shows the charging efficiency of the wireless power receiving apparatus in the case where one of the
전도성 차폐재Single
Conductive shielding material
연자성 차폐재Conductive shielding material
Soft magnetic shielding material
상기 표 1을 참조하면, 실시 예의 차폐재(30)가 도 1에 도시된 바와 같이 단일의 전도성 차폐재만 사용한 경우에 비해 도 2에 도시된 바와 같이 제1 차폐재(31) 또는 제2 차폐재(32)중 하나는 전도성 차폐재를 사용하고, 나머지는 연자성 차폐재를 사용한 경우, 무선 전력 수신 장치의 충전 효율이 증가된 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, the
즉, 서로 성질이 상이한 둘 이상의 재질로 이루어진 복수 개의 차폐재를 사용함으로 인하여 제1 차폐재(31) 및 제2 차폐재(32)는 수신 코일(10)에서 발생한 자성을 보다 효율적으로 차폐시킬 수 있다.That is, since the plurality of shielding materials made of two or more materials having different properties are used, the
또한, 실시 예의 제1 차폐재(30) 및 제2 차폐재(35)는 서로 동일한 재질의 차폐재가 사용될 수도 있다.The
예컨대, 제1 차폐재(30)는 전도성 차폐재로 이루어지고, 제2 차폐재(35)도 전도성 차폐재로 이루어 질 수 있다.For example, the first shielding
다만, 이는 설명의 편의를 위하여 일 실시 예를 설명한 것이며, 사용자는 필요에 따라 실시 예의 차폐재(30)를 셋 이상으로 구비하는 등 다양하게 변형하여 실시 가능하고, 이는 본 발명의 권리범위를 제한하지도 아니한다.However, it is to be understood that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made to the embodiments of the present invention. For example, No.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.3 is a schematic process diagram illustrating a method of manufacturing a nonconductive magnetic shield according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 비전도성 자성 차폐재는 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 하나의 비전도성 자성 차폐 시트(213)와 비전도성 자성 차폐 시트(213)의 양면에 각각 배치되는 제1 커버 테이프(211)와 제2 커버 테이프(212)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 커버 테이프(211)와 제2 커버 테이프(212)는 PET 계열의 양면 접착 테이프일 수 있으며, 부스러지기 쉬운 비전도성 자성 차폐 시트(213)를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.3, the nonconductive magnetic shielding material includes a first cover tape (not shown) disposed on both sides of a nonconductive
도면 부호, 200b와 같이, 비전도성 자성 차폐 시트(213)와 제1 내지 제2 커버 테이프(211, 212)는 합지된다. 이후, 도면 부호 200c에 도시된 바와 같이, 커버 테이프의 일측에 절단 영역(214)이 표시된 후, 표시된 절단 영역(214)이 절단되어, 도면 부호 200d와 같은 비전도성 자성 차폐재가 획득될 수 있다. 상기한 도 2의 도면 부호 200c에는 절단 영역이 원형인 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 절단 영역(214)의 모양 및 크기는 수신 코일의 형태 및 크기에 따라 상이할 수도 있음을 주의해야 한다.Like the
일반적으로, 페라이트 계열의 차폐재는 부서지는 특성이 있으며, 부서진 패턴 및 정도에 따라 투자율이 달라질 수 있다. 원하는 투자율을 갖도록 비전도성 자성 차폐 시트(213)는 소정 패턴으로 부서질 수 있으며, 제1 내지 제2 커버 테이프(211, 212)는 형성된 패턴이 그대로 유지시키기 위한 용도로 사용된다. 여기서, 제1 내지 제2 커버 테이프(211, 212)는 절연 특성을 가질 수 있으며, 이하, 설명의 편의를 위한 전도성 자성 차폐재의 제조에 사용되는 커버 테이프를 절연 커버 테이프와 혼용하여 사용하기로 한다.Generally, the ferrite-based shielding material has a breaking property, and the permeability may vary depending on the broken pattern and degree. The nonconductive
또한, 제1 내지 제2 커버 테이프(211, 212)는 비전도성 자성 차폐재가 유연성을 갖도록 하기 위해 사용된다. 따라서, 본 발명에 따른 비전도성 자성 차폐재는 외부 충격에 대한 내구성을 가질 수 있다.Further, the first and
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.4 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a conductive magnetic shield according to an embodiment of the present invention.
도 4의 도면 부호 300a 내지 300b에 도시된 바와 같이, n개의 전도성 자성 차폐 시트(301)가 n-1개의 중간 접착 부재(302)를 이용하여 상호 접착되어 합지될 수 있다, 여기서, n은 2 이상의 자연수일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 자성 차폐 시트는 나노크리스탈 계열 또는 아몰포스 계열일 수 있으며, 두께가 17μm~25μm일 수 있다. 따라서, 원하는 투자율을 획득하기 위해, 전도성 자성 차폐재에 포함되는 전도성 자성 차폐 시트의 개수는 해당 무선 충전 시스템 또는 무선 전력 수신 모듈에서 요구되는 투자율에 따라 상이할 수 있음을 주의해야 한다.N conductive
이 후, 도면 부호 330b 및 300c에 도시된 바와 같이, 합지된 일면에 절단 영역(303)이 표시되고, 표시된 절단 영역이 절단될 수 있다. 여기서, 절단 영역의 표시 및 절단은 수작업 또는 프로그램된 로봇에 의해 수행될 수 있다. 절단 영역의 형태 및 크기는 무선 전력 수신 모듈에 적용되는 수신 코일의 형태 및 크기에 따라 결정될 수 있다.Thereafter, as shown in
이하 설명의 편의를 위해, 상기한 300a 내지 300c 단계를 통해 합지 후 절단된 전도성 차폐재를 제1 블록(304)이라 명하기로 한다. 이때, 제1 블록(304)의 상단면 및 하단면 직경은 a일 수 있다.For convenience of explanation, the conductive shielding material cut after laminating through
도면 부호 300d 내지 300e에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제2 커버 테이프 시트(305, 306)를 절단하여 직경 b의 크기를 가지는 제1 내지 제2 커버 테이프(307, 308)가 획득될 수 있다.The first and second
이때, 절단된 커버 테이프(307, 308)의 직경(b)은 제1 블록(304)의 직경(a)보다 크다. 일 예로, 절단된 커버 테이프(307, 308)의 직경(b)는 제1 블록(304)의 직경(a)과 전도성 자성 차폐재에 포함되는 전도성 자성 차폐 시트의 개수(n)에 기반하여 결정될 수 있다. 즉, 전도성 자성 차폐 시트의 개수가 증가할수록 절단된 커버 테이프(307, 308)의 직경(b)은 증가할 수 있다.At this time, the diameter b of the
도면 부호 300f에 도시된 바와 같이, 절단된 제1 내지 제2 커버 테이프(307, 308)은 각각 제1 블록(304)의 상단면 및 하단면에 부착된 후, 제1 내지 제2 커버 테이프(307, 308)의 가장자리가 제1 블록(304)의 절단면 방향으로 눌려져, 도면 부호 300g에 도시된 바와 같이, 제1 블록(304)의 전면이 커버 테이프로 감싸진 절연형 자성 차폐재(310)이 생산될 수 있다.The cut first and
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전도성 자성 차폐재의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.5 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a conductive magnetic shield according to another embodiment of the present invention.
도 5의 도면 부호 400a를 참조하면, n개의 전도성 자성 차폐 시트(402)가 n-1개의 중간 접착 부재(403)를 이용하여 상호 접착되도록 배치되고, 최외각 전도성 자성 차폐 시트에는 절연 커버 테이프(401)가 부착되도록 배치될 수 있다.Referring to reference numeral 400a in FIG. 5, n conductive magnetic shielding sheets 402 are disposed so as to be bonded to each other with n-1
상기 400a 단계에서 배치된 n개의 전도성 자성 차폐 시트(301)는 합지된 후 도 5의 도면 부호 400b에 표시된 절단 영역(404)이 절단되어, 도면 부호 400c에 도시된 바와 같은 제1 블록(404)이 생성될 수 있다. 이때, 제1 블록(404)의 절단면을 절연 처리하기 위해 도면 부호 400d에 도시된 바와 같이, 절단면에 절연 코팅제가 도포되어 전면이 표면 절연 처리된 전도성 차폐 블록(405)이 생산될 수 있다.The n conductive
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌더스트 블록 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.6 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing a sander block according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 샌더스트 블록 제조에 사용되는 금속 합금 연자성 분말은 전통적인 급속응고법(RSP)의 하나인 단롤법(single rolling process)에 의해 고속 냉각 제조된 리본(ribbon)을 기계적으로 미분쇄하거나, 고압수분사법(High pressure water atomization)에 의해 제조될 수 있다. 다른 일 예로, 금속 합금 연자성 분말은 고로에서 용융된 합금 원료가 고로 하단 일측에 구비된 노즐을 통해 자유 낙하하면, 낙하는 용탕에 고압의 불활성 냉각 개스-예를 들면, 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등을 포함함-를 분사 노즐을 통해 분사함으로써, 급속 냉각시켜 획득될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 다른 다양한 방식으로 금속 합금 연자성 분말이 획득될 수 있다.The metal alloy soft magnetic powder used for manufacturing the sanderstock of the present invention may be obtained by mechanically pulverizing a ribbon produced by rapid cooling by a single rolling process, which is one of conventional rapid solidification methods (RSP) Can be prepared by high pressure water atomization. In another example, when the alloy raw material melted in the blast furnace is freely dropped through a nozzle provided at a lower end of the furnace, the metal alloy soft magnetic powder is dropped into the melt at a high pressure of inert cooling gas such as nitrogen (N 2 ) Which may be obtained by rapid cooling by spraying through a jet nozzle, including but not limited to He, Ne, Ar, etc., but this is merely an example, A magnetic powder can be obtained.
도 6을 참조하면, 고압의 수분사법(Water Automizing) 및 고압의 개스분사법(Gas Automizing) 등의 방법으로 균일한 구형을 갖는 금속 합금 연자성 분말을 생성할 수 있다(S101).Referring to FIG. 6, a metal alloy soft magnetic powder having a uniform spherical shape can be produced by a high-pressure water automating method and a high-pressure gas automating method (S101).
구형으로 성형된 급속 합금 연자성 분말이 압축 성형되어 판상 형태의 플레이크(Flake) 분말이 획득될 수 있다(S103). 플레이크 형태의 금속 분말은 샌더스트 블록의 금속 입자 밀도 향상에 적합할 뿐만 아니라, 샌더스트 블록 내 플레이크 형태의 금속 분말이 균일하게 평면 방향으로 배열된 경우, 평면 방향으로서의 자기장 흐름을 유도하므로, 평면 방향으로서의 자기적 특성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.The spherical shaped rapid alloy soft magnetic powder may be compression molded to obtain flake powder in a plate form (S103). Not only the metal powder in flake form is suitable for improving the density of metal particles in the sandwich block but also induces a magnetic field flow in the planar direction when the flake metal powder in the sandwich block is uniformly arranged in the plane direction, It is possible to maximize the magnetic characteristics as a magnetic field.
획득된 판상 형태의 플레이크 분말의 표면이 산소 열처리되어 산화막이 형성될 수 있다(S105). 일반적으로, 금속 합금 연자성 분말은 전기 저항이 낮다. 만약, 금속 분말 입자간 절연이 되지 않고 금속 합금 입자 사이의 접촉이 이루어지는 경우, 전류 흐름이 원활하여 단락(Short) 현상이 발생될 수 있다.The surface of the obtained flaky flake powder may be heat-treated with oxygen to form an oxide film (S105). Generally, metal alloy soft magnetic powder has low electric resistance. If contact is made between the metal alloy particles without being insulated between the metal powder particles, current flow may be smooth and a short phenomenon may occur.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 산화된 플레이크 분말에 표면 절연 처리를 위한 화학 첨가제가 도포될 수 있다(S107). 일반적으로, 금속 합금 분말의 표면 상태는 금속 결합에 의해 물리/화학적으로 안정화되어 있어, 다른 첨가제들과의 결합이 용이하지 않다. 따라서, 금속 합금 분말과 화학 첨가제와의 결합을 유도하기 위해 상기 105 단계의 금속 합금 입자 표면의 산화 처리가 수행될 수 있다. 플레이크 분말 표면에 미세한 산소 열처리를 수행함으로써, 플레이크 분말 표면에 얇은 산화막이 형성되며, 산화막은 그 자체로서 절연 특성을 가질 수 있다. 플레이크 분말 표면에 산화막이 형성되면, 플레이크 분말의 최외각 표면에 위치한 이온과 산소 이온과의 결합이 형성되어 플레이크 분말 표면이 불안정한 상태를 유지할 수 있으며, 이에 따라 플레이크 분말의 표면 절연 처리를 위한 화학 첨가제가 쉽게 결합 내지는 접합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이크 분말의 표면 절연 처리를 위해 사용되는 화학 첨가제는 인산염, 케네루베, 카올린, 활석, 수산화마그네슘, 산화알루미늄(Al2O3), 스테아린산 아연(Zn-Stearate), 스테아린산 마그네슘(Mg-Stearate), 물유리(Water Glass) 등의 규소(Si)계, 칼슘(Ca)계, 아연(Zn)계 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In order to solve this problem, an embodiment of the present invention can apply a chemical additive for surface insulation treatment to the oxidized flake powder (S107). Generally, the surface state of the metal alloy powder is physically / chemically stabilized by metal bonding, and therefore, bonding with other additives is not easy. Therefore, in order to induce the bonding of the metal alloy powder and the chemical additive, oxidation treatment of the surface of the metal alloy particle in the step 105 may be performed. By performing a fine oxygen heat treatment on the flake powder surface, a thin oxide film is formed on the flake powder surface, and the oxide film can have an insulating property as it is. When the oxide film is formed on the surface of the flake powder, the surface of the flake powder can remain unstable due to the formation of the bond between the ion and the oxygen ion located on the outermost surface of the flake powder. Thus, Can be easily bonded or bonded. Chemical additives used for the surface insulating treatment of the flake powder in accordance with one embodiment of the present invention are phosphate, Kennedy Loeve, kaolin, talc, magnesium hydroxide, aluminum (Al 2 O 3), zinc stearate (Zn-Stearate) oxide, But are not limited to, silicon (Si), calcium (Ca), and zinc (Zn) based materials such as magnesium stearate and water glass.
표면 절연 처리된 플레이크 분말이 절연용 수지 분말(Resin)에 의해 물리적으로 분리되도록 제품 성형 틀에 플레이크 분말 및 절연용 수지 분말이 적층될 수 있다(S109). 여기서, 절연용 수지 분말은 플레이크 분말 사이의 절연 및 샌더스트 블록 성형시의 결합력을 높이기 위해 사용되며, 폴리이미드계 또는 페놀계의 수지가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The flake powder and the resin powder for insulation may be laminated on the product mold so that the flake powder having the surface insulation treatment is physically separated by the resin powder for insulation (S109). Here, the insulating resin powder is used to increase the bonding force between the flake powder and the sandwich block, and polyimide or phenol resin may be used, but the present invention is not limited thereto.
특히, 플레이크 분말 표면의 절연을 위해 사용되는 화학 첨가제와 절연용 수지 분말은 결합력이 강한 소재가 사용될 수 있다.Particularly, a chemical additive for insulating the surface of the flake powder and a resin powder for insulating resin may be used.
이후, 적층된 절연용 수지 분말이 용용되도록 열처리하여 샌더스트 블록이 생성될 수 있다(S111).Thereafter, a sandwich block may be formed by heat treatment so that the laminated insulating resin powder is melted (S111).
다만, 이는 설명의 편의를 위하여 일 실시 예를 설명한 것이고, 사용자는 필요에 따라 다양한 방법으로 실시 예의 샌더스트 블록을 제작할 수 있는 것이며, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하지도 아니한다.It should be noted, however, that this is merely for the sake of convenience of description, and the user can fabricate the sanderst block of the embodiment in various manners as necessary, and the scope of the present invention is not limited thereto.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샌더스트 블록 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.7 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing a sander block according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 고압의 수분사법(Water Automizing) 및 고압의 개스분사법(Gas Automizing) 등의 방법으로 균일한 구형을 갖는 금속 합금 연자성 분말을 생성할 수 있다(S201).Referring to FIG. 7, a metal alloy soft magnetic powder having a uniform spherical shape can be produced by a high-pressure water automating method and a high-pressure gas automating method (S201).
구형으로 성형된 급속 합금 연자성 분말이 압축 성형되어 판상 형태의 플레이크(Flake) 분말이 획득될 수 있다(S203).A spherical shaped rapid alloy soft magnetic powder can be compression molded to obtain flake powder in a plate form (S203).
획득된 판상 형태의 플레이크 분말의 표면이 산소 열처리되어 산화막이 형성될 수 있다(S205).The surface of the obtained flaky flake powder may be heat-treated with oxygen to form an oxide film (S205).
산화막이 형성된 플레이크 분말에 표면 절연 처리를 위한 화학 첨가제가 도포될 수 있다(S207).A chemical additive for surface insulation treatment may be applied to the flake powder having the oxide film formed thereon (S207).
표면 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말이 혼합된 후, 혼합물이 고로에서 열처리되어 용융될 수 있다(S209 내지 S211).After the surface-insulated flake powder and insulating resin powder are mixed, the mixture can be heat-treated in the blast furnace and melted (S209 to S211).
이 후, 용융 해석 시뮬레이션을 통한 예측 결과에 따라 결정된 방향으로 용융된 혼합물이 사출용 성형 틀에 주입되어 샌더스트 블록이 생성될 수 있다(S213). 여기서, 사출용 성형 틀은 무선 전력 송신 장치의 구성에 사용되는 샌더스트 블록의 형태로 구성될 수 있다. 사출 성형된 샌더스트 블록에는 무선 전력 송신 장치에 장착되는 송신 코일 및 센싱 회로를 제어 회로 기판과 연결하기 위한 단자가 일체형으로 형성될 수 있으며, 형성된 단자의 일측에는 송신 코일 및 센싱 회로가 체결되고, 단자의 다른 일측에는 제어 회로 기판과 체결될 수 있다. 따라서, 제어 회로 기판을 통해 송신 코일을 통해 전력이 제어될 수 있을 뿐만 아니라 센싱 회로-예를 들면, 온도 센싱 회로, 전압/전류 센싱 회로 등을 포함함-에 의해 감지된 센싱 정보가 제어 회로 기판에 전달될 수 있다.Thereafter, the molten mixture is injected into the injection molding mold in a direction determined according to the prediction result through the melting analysis simulation to generate the sandstone block (S213). Here, the injection mold may be configured in the form of a sandstop block used in the construction of the wireless power transmission device. The transmission coil and the sensing circuit are fastened to one side of the formed terminal, and the transmission coil and the sensing circuit are fastened to one side of the terminal, The other terminal of the terminal can be fastened to the control circuit board. Accordingly, not only the power can be controlled through the transmission coil through the control circuit board, but also the sensing information sensed by the sensing circuit (including, for example, a temperature sensing circuit, a voltage / current sensing circuit, Lt; / RTI >
특히, 사출 성형 시 용융된 혼합물이 사출용 성형 틀에 주입되는 방향은 사이드 게이트를 통한 수평 방향 주입이 바람직할 수 있다. 용융 해석 시뮬레이션은 용융된 혼합물이 사출용 성형 틀에 주입될 때, 주입 방향에 따른 사출용 성형 틀에서의 플레이크 분말의 배열 형태를 예측하기 위한 툴이다.In particular, the direction in which the molten mixture is injected into the injection mold during injection molding may be preferably horizontal injection through the side gate. The melt analysis simulation is a tool for predicting the arrangement form of the flake powder in the injection mold according to the injection direction when the molten mixture is injected into the injection mold.
용융 해석 시뮬레이션 결과, 플레이크 형태의 금속 분말이 포함된 용융된 혼합물은 수직 방향 보다는 수평 방향으로 사출용 성형 틀에 주입하는 것이 플레이크 분말이 균일한 적층 배열을 가지는 것이 확인되었다. 실제, 완성된 샌더스트 블록에 대한 실험에서도 수평 방향 주입-즉, 사이드 게이트 주입- 방법이 수직 방향 주입-즉, 핀 포인트 주입- 방법에 비해 AC 절연 특성 및 투자율이 우수함이 확인되었다.As a result of the melt analysis simulation, it was confirmed that the molten mixture containing the flake-form metal powder was injected into the injection mold in the horizontal direction rather than in the vertical direction, and the flake powder had a uniform laminate arrangement. In fact, in the experiment on the completed Sandstock block, it was confirmed that the horizontal insulator - that is, the side gate insulator - method had better AC insulation characteristics and permeability than the vertical insulator - that is, the pinpoint inserting method.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
10: 수신 코일
20: 접착 부재
30: 차폐재10: Receive coil
20:
30: Shielding material
Claims (20)
상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 복수 개의 차폐재; 및
상기 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키기 위한 접착 부재;를 포함하고,
상기 복수 개의 차폐재는 서로 상이한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.A receiving coil for receiving AC power wirelessly;
A plurality of shielding materials disposed on the receiving coil to shield the magnetic shielding; And
And an adhesive member for adhering the shielding member and the receiving coil to each other,
Wherein the plurality of shielding materials are made of materials different from each other.
상기 차폐재는,
상기 수신 코일상에 배치되는 제1 차폐재; 및
상기 제1 차폐재상에 배치되는 제2 차폐재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
The shielding member
A first shielding member disposed on the receiving coil; And
And a second shielding member disposed on the first shielding member.
상기 제1 차폐재는 자성 차폐재로 이루어지고, 상기 제2 차폐재는 연자성 차폐재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first shielding material comprises a magnetic shielding material, and the second shielding material comprises a soft magnetic shielding material.
상기 제1 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.The method of claim 3,
Wherein the first shielding material is one of a nano-crystal type and an amorphous type.
상기 제1 차폐재의 두께는 17 ~ 25 마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the thickness of the first shielding material is 17 to 25 micrometers (m).
상기 제1 차폐재의 직경은 30mm 이하인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the diameter of the first shielding member is 30 mm or less.
상기 제2 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.The method of claim 3,
Wherein the second shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder.
상기 제2 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the thickness of the second shielding material is 0.1 mm or more.
상기 절연용 수지 분말은 폴리이미드계 수지 또는 페놀계 수지인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the insulating resin powder is a polyimide resin or a phenolic resin.
상기 수신 코일은 패턴형 코일, 권선형 코일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the reception coil is any one of a patterned coil and a wire-wound coil.
상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 차폐재; 및
상기 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키기 위한 접착 부재;를 포함하고,
상기 차폐재는,
상기 수신 코일상에 배치되는 제1 차폐재; 및
상기 제1 차폐재상에 배치되는 제2 차폐재;를 포함하며,
상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재의 허수부에 대한 차폐 효율은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.A receiving coil for receiving AC power wirelessly;
A shielding member disposed on the receiving coil to shield the magnetic shielding member; And
And an adhesive member for adhering the shielding member and the receiving coil to each other,
The shielding member
A first shielding member disposed on the receiving coil; And
And a second shielding member disposed on the first shielding member,
Wherein shielding efficiencies of the first shielding material and the imaginary part of the second shielding material are different from each other.
상기 제1 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the first shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder.
상기 제1 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the thickness of the first shielding material is 0.1 mm or more.
상기 수신 코일은 패턴형 코일, 권선형 코일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 무선 전력 수신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the receiving coil is any one of a patterned coil and a wire-wound coil.
상기 제1 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the first shielding material is one of a nano-crystal type and an amorphous type.
상기 수신 코일상에 배치되어 자성을 차폐시키는 제1 차폐재;
상기 제1 차폐재와 상기 수신 코일의 사이에 배치되어 상기 제1 차폐재와 상기 수신 코일을 상호 접착시키는 제1 접착부재;
상기 제1 접착부재상에 배치되어 자성을 차폐시키는 제2 차폐재; 및
상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재 사이에 배치되어 상기 제1 차폐재와 상기 제2 차폐재를 상호 접착시키는 제2 접착부재;를 포함하고,
상기 제1 차폐재는 자성 또는 연자성 차폐재로 구비될 때, 상기 제2 차폐재는 연자성 차폐재 또는 자성 차폐재로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.A receiving coil for receiving AC power wirelessly;
A first shielding member disposed on the receiving coil to shield the magnetic shielding member;
A first adhesive member disposed between the first shielding member and the receiving coil to adhere the first shielding member and the receiving coil to each other;
A second shielding member disposed on the first adhesive member to shield the magnetic shielding member; And
And a second adhesive member disposed between the first and second shielding materials for adhering the first shielding material and the second shielding material to each other,
Wherein when the first shielding material is provided as a magnetic or soft magnetic shielding material, the second shielding material is provided as a soft magnetic shielding material or a magnetic shielding material.
상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 연자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재의 두께는 0.1mm이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.17. The method of claim 16,
Wherein when the first shielding material or the second shielding material is provided as a soft magnetic shielding material, the thickness of the shielding material is 0.1 mm or more.
상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 연자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재는 절연 처리된 플레이크 분말과 절연용 수지 분말을 혼합 및 용융하여 형성되는 샌더스트 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.17. The method of claim 16,
Wherein when the first shielding material or the second shielding material is provided as a soft magnetic shielding material, the shielding material comprises a sandwich block formed by mixing and melting insulating flake powder and insulating resin powder. Device.
상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재는 나노크리스탈 계열, 아몰포스 계열 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.17. The method of claim 16,
Wherein when the first shielding material or the second shielding material is provided as a magnetic shielding material, the shielding material is one of a nano-crystal type and an amorphous type.
상기 제1 차폐재 또는 상기 제2 차폐재가 자성 차폐재로 구비되는 경우, 상기 차폐재의 두께는 17 ~ 25 마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.17. The method of claim 16,
Wherein when the first or second shielding material is provided as a magnetic shielding material, the shielding material has a thickness of 17 to 25 micrometers.
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